【技術實現步驟摘要】
本申請涉及醫療仿真，尤其是涉及一種髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置的預測方法。
技術介紹
1、發育性髖關節發育不良（developmental?dysplasia?of?the?hip，簡稱ddh）是指髖關節在發育過程中出現異常，導致骨盆、髖關節以及下肢骨骼的結構和功能發生改變的一類疾病。ddh患者的髖關節通常呈現不穩定狀態，髖臼發育不良，股骨頭無法穩定地嵌入髖臼中，形成髖關節脫位或半脫位等問題，ddh患者往往伴有髖關節疼痛、活動受限及步態異常。
2、全髖關節置換術（total?hip?arthroplasty,?tha）是目前治療ddh的唯一有效方式。隨著人工關節技術的不斷進步，髖關節置換術能夠有效緩解患者的疼痛，恢復關節功能，并顯著提高患者的生活質量。然而，但由于ddh患者骨骼發育畸形，解剖變異嚴重異常，關節置換手術較普通手術具有更高的難度，對外科醫生提出了更高的要求。但是，在進行髖關節置換手術時，對于ddh患者的股骨大粗隆重建中，關于重建位置的選擇尚無統一結論。其中，臨床中解剖位重建和高位重建兩種手術方式中，大粗隆重建的位置各有優劣，哪一種重建方式能夠最大程度的恢復髖關節周圍的臀中肌肌力是臨床醫生重點關注的問題。臀中肌是維持人體正常行走保持平衡的最重要的肌肉，如果ddh患者關節置換術后臀中肌肌力不足，會出現骨盆失衡并導致下肢瘸腿和跛行步態。因此，髖關節置換術后使臀中肌肌力盡可能獲得更大的恢復對手術的效果十分重要。
技術實現思路
1、有鑒于此，本申請的目的在于提供一
2、本申請實施例提供了一種髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置的預測方法，所述預測方法包括：
3、獲取患者的目標空間坐標數據、患者的目標足底壓力數據以及患者指定肢體區域的原始醫學影像；其中，所述指定肢體區域包括髖關節，所述目標空間數據中包括靜態坐標數據和動態坐標數據；
4、根據所述原始醫學影像進行三維重建處理，確定所述患者的初始個性化三維骨骼模型；
5、使用所述患者的靜態坐標數據對通用骨肌模型進行個性化縮放處理，得到所述患者的個性化骨肌模型；
6、將所述初始個性化三維骨骼模型與為髖關節置換術所設計的實現不同大粗隆重建位置的每個假體模型分別進行模型集成處理，確定出所述患者的至少一個術后仿真骨骼模型；其中，不同術后仿真骨骼模型具備不同的股骨大粗隆重建位置；
7、針對每個術后仿真骨骼模型，使用該術后仿真骨骼模型對個性化骨肌模型中的對應骨骼區域進行骨骼替換處理，得到所述患者的至少一個候選術后仿真骨肌模型；其中，不同候選術后仿真骨肌模型中的股骨大粗隆重建位置不同；
8、識別所述患者是否為執行單側髖關節置換術的患者；
9、若為是，獲取所述患者對側的臀中肌位置處的肌電測量信號，并根據所述肌電測量信號確定肌肉激活程度數據；
10、根據所述目標空間坐標數據、目標足底壓力數據以及肌肉激活程度數據，并分別結合每個候選術后仿真骨肌模型進行手術側臀中肌肌力計算，得到每個候選術后仿真骨肌模型下的預估臀中肌肌力，以及結合個性化骨肌模型進行對側臀中肌肌力計算，得到所述患者的標準臀中肌肌力；
11、根據所有預估臀中肌肌力和標準臀中肌肌力，預測髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置。
12、可選的，若所述患者不為執行單側髖關節置換術的患者，所述預測方法還包括：
13、根據所述患者的個人信息，查找所述患者所對應的肌電測量信號，并根據所述肌電測量信號確定肌肉激活程度數據；
14、根據所述目標空間坐標數據、目標足底壓力數據以及肌肉激活程度數據，并分別結合每個候選術后仿真骨肌模型進行手術側臀中肌肌力計算，得到每個候選術后仿真骨肌模型下的預估臀中肌肌力；
15、根據所有預估臀中肌肌力，預測髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置。
16、可選的，通過以下步驟確定所述患者對側的臀中肌位置處的肌電測量信號：
17、利用表面肌電信號測量裝置，測量所述患者行走時對側的臀中肌位置處的肌電測量信號；其中，所述表面肌電信號測量裝置設置于對側髖關節后上方、骨盆髂嵴后下方的臀中肌部位；所述表面肌電信號測量裝置放置方向與肌纖維方向相平行。
18、可選的，所述使用所述患者的靜態坐標數據對通用骨肌模型進行個性化縮放處理，得到所述患者的個性化骨肌模型，包括：
19、根據所述靜態坐標數據，確定粘貼在所述患者肢體上的標記點的標記位置；
20、使用確定出的標記位置與所述通用骨肌模型進行對接，確定所述患者的真實解剖參數；
21、根據所述患者的真實解剖參數，確定所述通用骨肌模型中各骨骼段的縮放比例；
22、并按各骨骼段的縮放比例對所述通用骨肌模型進行縮放處理，確定所述患者的個性化骨肌模型。
23、可選的，所述根據所述目標空間坐標數據、目標足底壓力數據以及肌肉激活程度數據，并分別結合每個候選術后仿真骨肌模型進行手術側臀中肌肌力計算，得到每個候選術后仿真骨肌模型下的預估臀中肌肌力，包括：
24、針對每個候選術后仿真骨肌模型，根據所述目標空間坐標數據中的動態坐標數據和目標足底壓力數據對該候選術后仿真骨肌模型進行逆向分析運算，得到該候選術后仿真骨肌模型下所述患者的初始關節逆向分析數據；
25、根據肌肉激活程度數據，采用誤差減少算法對所述初始關節逆向分析數據進行修正，確定所述患者的目標關節逆向分析數據；
26、根據該候選術后仿真骨肌模型下所述患者的目標關節逆向分析數據，結合該候選術后仿真骨肌模型進行運動過程中患者臀中肌的肌力數據計算，確定該候選術后仿真骨肌模型下的預估臀中肌肌力。
27、可選的，所述初始關節逆向分析數據包括初始關節逆向運動學數據和初始關節逆向動力學數據，所述針對每個候選術后仿真骨肌模型，根據所述目標空間坐標數據中的動態坐標數據和目標足底壓力數據對該候選術后仿真骨肌模型進行逆向分析運算，得到該候選術后仿真骨肌模型下所述患者的初始關節逆向分析數據，包括：
28、根據所述目標空間坐標數據中的動態坐標數據，并結合該候選術后仿真骨肌模型進行逆向運動學運算，獲取該候選術后仿真骨肌模型下所述患者的初始關節逆向運動學數據；
29、根據所述目標足底壓力數據和初始關節逆向運動學數據，并結合該候選術后仿真骨肌模型進行逆向動力學運算，獲取該候選術后仿真骨肌模型下所述患者的初始關節逆向動力學數據。
30、可選的，所述根據所有預估臀中肌肌力和標準臀中肌肌力，預測髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置，包括：
31、將所有預估臀中肌肌力中與所述標準臀中肌肌力誤差最小的肌力，確本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置的預測方法，其特征在于，所述預測方法包括：
2.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，若所述患者不為執行單側髖關節置換術的患者，所述預測方法還包括：
3.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，通過以下步驟確定所述患者對側的臀中肌位置處的肌電測量信號：
4.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述使用所述患者的靜態坐標數據對通用骨肌模型進行個性化縮放處理，得到所述患者的個性化骨肌模型，包括：
5.根據權利要求2所述的預測方法，其特征在于，所述根據所述目標空間坐標數據、目標足底壓力數據以及肌肉激活程度數據，并分別結合每個候選術后仿真骨肌模型進行手術側臀中肌肌力計算，得到每個候選術后仿真骨肌模型下的預估臀中肌肌力，包括：
6.根據權利要求5所述的預測方法，其特征在于，所述初始關節逆向分析數據包括初始關節逆向運動學數據和初始關節逆向動力學數據，所述針對每個候選術后仿真骨肌模型，根據所述目標空間坐標數據中的動態坐標數據和目標足底壓力數據對該候選術后仿真骨肌模型進行逆向分析運算，
7.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述根據所有預估臀中肌肌力和標準臀中肌肌力，預測髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置，包括：
8.一種髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置的預測裝置，其特征在于，所述預測裝置包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：處理器、存儲器和總線，所述存儲器存儲有所述處理器可執行的機器可讀指令，當電子設備運行時，所述處理器與所述存儲器之間通過所述總線進行通信，所述機器可讀指令被所述處理器運行時執行如權利要求1至7任一所述的預測方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器運行時執行如權利要求1至7任一所述的預測方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種髖關節置換術中股骨大粗隆重建位置的預測方法，其特征在于，所述預測方法包括：
2.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，若所述患者不為執行單側髖關節置換術的患者，所述預測方法還包括：
3.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，通過以下步驟確定所述患者對側的臀中肌位置處的肌電測量信號：
4.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述使用所述患者的靜態坐標數據對通用骨肌模型進行個性化縮放處理，得到所述患者的個性化骨肌模型，包括：
5.根據權利要求2所述的預測方法，其特征在于，所述根據所述目標空間坐標數據、目標足底壓力數據以及肌肉激活程度數據，并分別結合每個候選術后仿真骨肌模型進行手術側臀中肌肌力計算，得到每個候選術后仿真骨肌模型下的預估臀中肌肌力，包括：
6.根據權利要求5所述的預測方法，其特征在于，所述初始關節逆向分析數據包括初始關節逆向運動學數據和初始關節逆向動力學數據，所述針對每個...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張博涵，柴偉，南少奎，宋清池，王穎鵬，王虎軍，孔祥朋，
申請(專利權)人：中國人民解放軍總醫院第四醫學中心，
類型：發明
國別省市：
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